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11 de Diciembre de 2020
Ingeniería genética

Tomates productores de levodopa

La modificación genética de la planta tomatera abre nuevas vías para la obtención del principal fármaco para tratar la enfermedad de Parkinson.

El desarrollo y cultivo de tomates modificados genéticamente podría ayudar a países con dificultades para acceder a los fármacos. [iStock/valentinrussanov]

Desde su aprobación en 1967, la levodopa o L-DOPA constituye la estrategia terapéutica de referencia para el tratamiento de la enfermedad de Parkinson. La síntesis química es la principal vía de obtención del fármaco. Sin embargo, las semillas de unas pocas plantas, como el frijol de terciopelo (Mucuna pruriens) también contienen cantidades detectables de la molécula.

Ahora, Cathie Martin y su equipo, del Centro John Innes, en Reino Unido, en colaboración con científicos del Instituto Max Planck de Fisiología Vegetal Molecular, en Alemania, presentan una planta tomatera (Solanum lycopersicum) modificada genéticamente para que sus frutos produzcan levodopa. La revista Metabolic Enginnering publica los resultados del proyecto de investigación.

A pesar de su importante aplicación terapéutica en humanos, el papel que desempeña la levodopa en los organismos vegetales permanece aún por esclarecer. Algunas hipótesis señalan una posible acción defensora a fin de evitar la ingesta de las semillas. Otras, en cambio, postulan que la toxicidad del compuesto evitaría el crecimiento de otras plantas a su alrededor.

El trabajo de Martin y su equipo, no obstante, comenzó a partir de una de las pocas funciones conocidas de la levodopa: su participación en la síntesis de los pigmentos rojos y amarillos conocidos como betalaínas. En tiempo reciente, el estudio de este proceso identificó una proteína, CYP76AD6, capaz de catalizar la producción de la levodopa. Así pues, los investigadores introdujeron el gen que codifica CYP76AD6 en el genoma de la planta del tomate.

Dado que la tomatera no sintetiza levodopa de forma natural y, además, su toxicidad puede perjudicar el crecimiento del organismo vegetal, los científicos controlaron la modificación para que solo los frutos de la planta produjeran el compuesto. Como resultado, los tomates acumularon hasta 150 milígramos de levodopa por cada quilogramo de fruto; una cantidad comparable a la de los vegetales que sí sintetizan la molécula.

De forma interesante, la presencia de levodopa en los tomates aumentó la concentración de aminoácidos en el fruto. En cambio, los niveles de compuestos nitrogenados y polifenoles disminuyeron, mientras que la concentración de moléculas intermediarias que participan en rutas metabólicas que aportan energía a las células, como el ciclo de Krebs y la glucólisis, también se alteró. Finalmente, la levodopa mejoró la capacidad antioxidante, así como la firmeza, resistencia a los hongos Botrytis cinerea y conservación de los tomates.

Para los autores, su trabajo demuestra que obtener levodopa de organismos vegetales genéticamente modificados es posible. Asimismo, destacan los beneficios adicionales de la modificación, como el enriquecimiento en aminoácidos o la mejora en la conservación de los tomates. La administración de levodopa procedente de fuentes vegetales es frecuente en los casos de pacientes que sufren efectos adversos tras recibir la molécula obtenida mediante síntesis química. Así pues, el presente estudio ofrece una nueva interesante alternativa para la producción del fármaco.

Marta Pulido Salgado

Referencia: «Metabolic engineering of tomato fruit enriched in L-DOPA», de D. Breite et al., en Metabolic Enginnering, publicado el 23 de noviembre de 2020.

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